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近日，新一代人造太陽(yáng)“中國(guó)環(huán)流三號(hào)”啟動(dòng)新一輪物理實(shí)驗(yàn)，由中核集團(tuán)科研團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的數(shù)字孿生系統(tǒng)首次投入使用。

中國(guó)環(huán)流三號(hào)是我國(guó)自主設(shè)計(jì)建造的磁約束核聚變大科學(xué)裝置，是我國(guó)目前規(guī)模最大、參數(shù)最高的先進(jìn)磁約束托卡馬克裝置，被譽(yù)為新一代人造太陽(yáng)。中國(guó)環(huán)流三號(hào)去年底開始面向全球開放，在今年首輪國(guó)際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)中，就吸引了包括來(lái)自法國(guó)、日本等全球 17 家知名科研院所和高校參與，在國(guó)際上首次發(fā)現(xiàn)并實(shí)現(xiàn)了一種特殊的先進(jìn)磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)。

真空室烘烤是裝置運(yùn)行的關(guān)鍵一環(huán)，數(shù)字孿生系統(tǒng)為該過程裝上“超級(jí)眼睛”，在虛擬空間構(gòu)建一個(gè)和物理實(shí)體完全一樣的數(shù)字模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)真空室烘烤過程的全方位實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。數(shù)字孿生系統(tǒng)的應(yīng)用，標(biāo)志著中國(guó)環(huán)流三號(hào)在數(shù)字關(guān)鍵核心技術(shù)上取得重要進(jìn)展，保障了中國(guó)環(huán)流三號(hào)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，也為全域智能控制研發(fā)奠定了基礎(chǔ)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

中國(guó)環(huán)流三號(hào)新一輪的實(shí)驗(yàn)將聚焦提升裝置的綜合運(yùn)行能力。真空室烘烤對(duì)提供高品質(zhì)等離子體運(yùn)行真空環(huán)境具有重要意義，數(shù)字孿生系統(tǒng)以真空室溫度場(chǎng)分布為核心對(duì)象，構(gòu)建了準(zhǔn)確的數(shù)字化模型，通過接收加熱器和實(shí)體溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)輸入，利用虛擬傳感器算法，實(shí)時(shí)輸出完整的溫度場(chǎng)分布，實(shí)現(xiàn)了對(duì)真空室內(nèi)部狀態(tài)的全方位、高精度監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)同步計(jì)算與監(jiān)測(cè)，大幅提升了真空室烘烤過程的控制和響應(yīng)能力。

將數(shù)字化算法與核聚變工程等先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，開創(chuàng)了數(shù)字孿生技術(shù)在核聚變領(lǐng)域的全新應(yīng)用篇章。下一步，核工業(yè)西南物理研究院將繼續(xù)深入探索數(shù)字孿生技術(shù)在核聚變領(lǐng)域的應(yīng)用，助力中國(guó)環(huán)流三號(hào)實(shí)現(xiàn)更高參數(shù)提升，為實(shí)現(xiàn)核聚變能源的應(yīng)用貢獻(xiàn)更多中國(guó)智慧和力量。